高中物理曲線運動的考點分析與總結

【摘要】在運動學內容中，曲線運動占據相當大的比例，也是考查的重點.有關曲線運動的考查，常以選擇、填空或解答題形式出現，屬于學生必須掌握的內容.曲線運動常見考點有運動的合成與分解、拋體運動的分析、圓周運動的分析等.本文從三方面分析關于高中物理曲線運動的考點考查，幫助學生理解并解答問題.

【關鍵詞】曲線運動；高中物理；拋物運動

1 速度的合成與分解

曲線運動中常常會對正在運動的物體速度進行分析，會對其速度大小和方向設問考查，在選擇題或解答題中多見.求解這類問題，通常把速度進行分解，相同方向速度相加減，再根據勾股定理求出速度的大小和具體方向.

例1 質量為2kg的質點在xOy平面上做曲線運動，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖1所示，下列說法正確的是（" ）

（A）質點的初速度為5m/s.

（B）質點所受的合外力為3N，做勻加速曲線運動.

（C）2s末質點速度大小為6m/s.

（D）2s內質點的位移大小約為14m.

分析 問題給出x，y方向的相關圖象，求解曲線運動中的速度需分別求出各方向對應速度大小，再根據勾股定理求對應數值，即可對選項做出判斷，得到最后正確答案.

解 根據v－t圖象可知質點在x方向初速度大小為vx0=3m/s，

綜上，正確答案為選項（A）（B）.

2 拋體運動分析

高中物理中拋體運動一般指有初速度但只有重力做功的勻變速曲線運動，根據初速度與加速度形成的不同角度得到各種類型的拋體運動.分析并求解拋體運動的主要思路是將運動沿力的方向和垂直力的方向進行分解，在結合運動的合成與分解思路進行分析求解相關問題.

分析 首先根據拋體運動在水平和豎直方向上的位移關系，確定拋體運動在不同方向上的速度關系式，分解經過t2時間垂直打在斜面的速度，得到關系等式后運算得到時間之比，從而得到答案.

解 第一個小球恰好垂直打在斜面上，

設第一個小球打在斜面上時水平位移為x，豎直方向位移為y，

點A與斜面底端高度差為：

3 周運動分析

水平面或豎直面內的圓周運動都屬于曲線運動的基本類型，對圓周運動分析，主要是關注向心力的來源、向心加速度與切線速度大小之間的關系，還需要清楚角速度、線速度的定義與區別.

例3 如圖3所示，一根細線下端拴著金屬小球A，細線的上端固定在金屬塊B上，B放在帶小孔的水平桌面上，小球A在某一水平面內做勻速圓周運動.現使小球A變換到更高一些的水平面上做勻速圓周運動，在此期間金屬塊B在桌面上始終保持靜止.兩種情況相比較，下面的判斷中正確的是（" ）

（A）金屬塊B受到桌面的靜摩擦力變小.

（B）金屬塊B受到桌面的支持力不變.

（C）細線的張力變小.

（D）小球A運動的角速度減小.

分析 圓周運動結合力學的綜合問題分析，首先明確兩種圓周運動向心加速度的大小，其次分析每種情況對應的角速度、向心力，即可對選項中摩擦力、細線張力和支持力進行分析，得到正確答案.

解 設A，B質量分別為m、M，A做勻速圓周運動的向心加速度為a，細線與豎直方向的夾角為θ，對B研究，B受到的靜摩擦力為f=Tsinθ.對于A，有Tsinθ=ma，Tcosθ=mg，解得a=gtanθ，f=mgtanθ.可知θ變大，a變大，靜摩擦力大小變大，選項（A）錯誤；

以整體為研究對象可知，B受到桌面的支持力大小不變，應等于FN=m+Mg.故選項（B）正確；

綜上，正確答案為選項（B）.

4 結語

上述例題分別對曲線運動做出不同方面的分析，速度的分解與合成屬于最基本的考點，拋體運動的分析是常見的考點，圓周運動的分析是綜合性較強的考點.掌握多個考點、問題形式以及解題思路，是學生在學習過程中需要注意的方面.

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